Использование нетрадиционных видов сырья в хлебопечении

Инбридинг может стать  причиной большего проявления гомозиготности из-за воздействия как положительных, так и нейтральных генов.

Эти гипотезы лишний раз  говорят о том. что генетическая природа инбридинга до конца еще не  выяснена. 
На ранних этапах выведения пород родственное разведение применяли часто. Сейчас же в основном используют умеренные инбридинги. Большинство животноводов в племенных стадах все чаще применяют неродственное разведение (аутбридинг). Но выведение инбредных групп скота с последующим их скрещиванием между собой дает значительный прогресс в животноводстве.

Умеренный повторяющийся  инбридинг позволяет длительно  поддерживать в потомстве сходство с родоначальником, размножать и  закреплять этот генотип. Тесный инбридинг расщепляет гетерозиготный генотип родоначальника, создает новые комбинации генов при повышенной гомозиготности, т.е. происходит ломка типа, создание новых качеств, что очень важно для перестройки пород под современные технологии. 
Опасен не сам инбридинг, абессистемность и отсутствие отбора при его применении. При создании хороших условий кормления и содержания, при интенсивной браковке нежелательных особей он является мощным инструментом формирования нужной наследственности животных.

В практике животноводства родственные спаривания применяют  при разведении по линиям. Это такая  форма инбридинга, при которой  предпринимаются шаги по концентрированию наследственности выдающихся особей в линейных животных. Обычно таким общим предком является самец (производитель), который оставляет гораздо большее потомство, чем самка.

В тоже время разведение по линиям позволяет расчленить породу на отдельные группы животных, неродственные  между собой и планировать  их в разведении товарных стад. Так, если на маточное поголовье данного  стада закрепляются производители  из линии № 1, то через два года — из линии №2 и т.д., что позволит избежать стихийных инбридингов.

Родственное разведение применяют  и при работе с семействами. Семейством называется женское потомство матки-родоначальницы, превосходящее средние показатели по стаду. Если выведение линий —  задача племенных заводов, то формирование семейств— всех хозяйств, в т.ч. и промышленных комплексов. Работа с семействами основана на известной положительной связи между качествами матерей и их дочерей.

 

 

Раздел 3 Выделение и очистка кристаллического альбумина куриного яйца.

АЛЬБУМИНЫ, простые белки, растворимые в воде и разбавленных растворах щелочей и кислот, коагулируют при нагревании и осаждаются при насыщении сульфатом аммония. Для Альбумина характерно содержание до 1,9% серы и отсутствие в их молекуле аминокислоты — глицина. Вообще Альбумин различного происхождения существенно отличаются друг от друга по аминокислотному составу. Различают растительные и животные Альбумин. Наиболее ценные для питания аминокислоты — лизин и триптофан — входят в состав животных Альбумина. Яичный Альбумин представляет главную часть белков куриного яйца. Молочный Альбумин (лактальбумин) входит в небольшом количестве в состав белков молока. Указанные виды Альбумина отличаются друг от друга также по ряду специфических биологических реакций. Молочный А. добывают из молочной сыворотки, отделяя его от казеина и лактоглобулина. Кровяной  А. составляет  главную  часть (60%) белков сыворотки крови животных, а также входит в состав лимфы позвоночных.

Вырабатывается яичный альбумин из белков куриных яиц. Из трехсот  десяти - трехсот тридцати белков можно выработать один килограмм сухого порошка. Данное вещество находит широкое применение в пищевой промышленности. Используют его для приготовления некоторых молочных продуктов, кондитерских изделий, суфле, пирожных  и иной  выпечки. Фактически, яичный альбумин представляет собой обезвоженный белок куриных  яиц. 
Хранится он при комнатной температуре, но желательно, чтобы она не достигала двадцати градусов по Цельсию. При этом влажность в помещении, где он хранится, не должна быть выше семидесяти пяти процентов. При таких условиях вещество можно хранить до тридцати двух недель. Если же вещество хранится при температуре воздуха до двух градусов и такой же относительной влажности, то его можно использовать  на  протяжении  года. В яичном альбумине в среднем восемьдесят пять процентов протеина, в лучших сортах до восьмидесяти восьми процентов, жира менее одного процента, а воды не более восьми процентов. При этом вещество на девяносто два процента разводится водой. Пахнет качественный яичный альбумин свежими яйцами. При этом в качественном веществе не должны присутствовать кишечные палочки и сальмонеллы. Но при этом разрешено наличие аэробных бактерий в фиксированных количествах. Сто граммов данного вещества соответствует тремстам сорока килокалориям. Его можно использовать и в домашней кулинарии. Правда реализуется он только в мешках по двадцать килограммов.

Получение  кристаллического   яичного   альбумина. 

Белок двух свежих куриных яиц тщательно  отделяют от желтков  и  помещают в мерный цилиндр на 100 мл с притертой пробкой. Приливают равный объем заранее приготовленного (путем растворения 757 г соли в 1 л воды при слабом нагревании на водяной бане) насыщенного раствора сульфата аммония, закрывают пробкой  и  хорошо перемешивают.

При полунасыщении  раствора сульфатом аммония в  осадок выпадают глобулины. Их отфильтровывают  через складчатый фильтр. Фильтрование ведут в другой мерный цилиндр  меньшего объема. К прозрачному фильтрату  прибавляют тонко растертый порошок  сульфата аммония из расчета 13,5 г  на 100 мл раствора  и  длительно перемешивают стеклянной палочкой, добиваясь полного растворения кристаллов. При этом получают 70%-ный раствор сульфата аммония, из которого выпадает в осадок  альбумин . Последний отфильтровывают на воронке Бюхнера. Осадок осторожно снимают с фильтра, переносят в химический стакан на 50 мл  и  растворяют в минимальном количестве воды. К полученному раствору прибавляют по каплям при помешивании 4 %-ный раствор уксусной кислоты, контролируя рН полученного раствора по универсальной индикаторной бумаге. По достижении значения рН, равного 4,7—4,8, к раствору приливают небольшими порциями насыщенный раствор сульфата аммония при постоянном встряхивании до тех пор, пока не появится неисчезающая муть. Стаканчик накрывают чистым стеклом  и  ставят в холодильник. Через сутки или более выпадают игольчатые кристаллы  яичного   альбумина.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Раздел 4 Биотехнологические основы хлебопекарного производства.

4.1 Биотехнологические  аспекты  производства хлебобулочных изделий.

Хлеб - пищевой продукт, получаемый выпечкой разрыхлённого посредством дрожжей или закваски теста, приготовленного из муки, воды и соли с добавлением (или без добавления) сахара, жира, молока и другого сырья . Для приготовления хлеба употребляют пшеничную и ржаную муку, реже — кукурузную, ячменную и другие крупы. Словом "хлеб" часто называют сельскохозяйственные культуры (пшеницу, рожь, ячмень и прочие), а та кже само зерно этих культур и изготовляемую из него муку .                                                     

Рисунок 1 – хлеб                                    Рисунок 2 - пшеница

Потребление дикорастущих хлебных  злаков в питании человека в виде целых сырых зёрен, размягченных замачиванием в воде, возникло, вероятно, ещё в эпоху мезолита. В дальнейшем началось дробление зерна, а ещё  позже — поджаривание его с  последующим дроблением; в этот период хлебная пища состояла главным образом из кашиц и похлёбок. С изобретением каменной зернотёрки (ранний неолит) в пище человека появляется печёный хлеб в виде пресных лепёшек, которые пекли различными способами: на раскалённых камнях, между двумя плоскими раскалёнными камнями, между глиняными дисками и т. д. Предполагается, что способ изготовления хлеба из кислого теста был открыт в Древнем Египте, откуда он и распространился в другие страны.

Благодаря высокой питательности хлеба, отличным вкусовым свойствам, неприедаемости, хорошей усвояемости и насыщаемости, лёгкости приготовления, сравнительной устойчивости в хранении хлеба, получил во многих странах широкое распространение. Количество потребляемого хлеба в различных странах подвержено значительным колебаниям, что определяется особенностями питания населения, многовековыми традициями, экономическими возможностями, климатическими условиями, характером работы и т. д.

Хлеб — источник белка, углеводов, минеральных веществ, витаминов (главным образом группы В) и балластных веществ (клетчатки). Хлеб в среднем содержит 45% углеводов, в основном крахмала. Потребление 500 г хлеба в сутки покрывает потребность организма в белках примерно на ¹/₃, но в то же время в нём недостаточно незаменимых аминокислот: лизина, метионина, треонина, триптофана. Однако в сочетании с белками животных продуктов белки хлеба обеспечивают синтез белка в организме и полноценность питания. Хлеб, богат фосфором, калием, магнием, серой, но в нём мало кальция и натрия . Усвояемость его высокая. Так, белок в хлебе из пшеничной муки 1-го сорта усваивается на 85%, углеводы на 96%. хлеб из муки обойного помола по химическому составу наиболее биологически полноценен, т. к. в него переходят зародыш и периферические части зерна, содержащие больше белков, витаминов и минеральных веществ, удаляемых при сортовом помоле. В таком хлебе больше отрубей, богатых клетчаткой, улучшающей пищеварение и отправления кишечника. Усвояемость этого хлеба меньше, чем из муки высших сортов. Биологическая полноценность ржаного хлеба (по витаминам, аминокислотам) выше, чем пшеничного, однако он хуже усваивается. Повышение пищевой ценности хлеба достигается введением в него белков с незаменимыми аминокислотами (главным образом лизином и метионином), внесением добавок, содержащих витамины (в первую очередь B₂), соли кальция и т. д.

     Виды брожения.

Спиртовое брожение вызывается дрожжевыми грибами, разлагающими сахара ферментом зимазой с образованием этилового спирта и углекислоты, по следующему уравнению:

Дикие дрожжи широко распространены в природе, они живут на цветах, листьях и стеблях растений, особенно в большом количестве на плодах. Культурные дрожжи используются в хлебопечении. Кефир изготовляется также с  участием дрожжей. Вся промышленность по изготовлению этилового спирта, различных вин, пива основана на деятельности дрожжей. В животноводстве применяются жидкие и сухие кормовые дрожжи, богатые белками,  жиром  и  витаминами. 
Saccharomyces cerevisiae — пекарские, хлебные дрожжи — представляют собой овальные клетки величиной 8—10 мкм. Эти дрожжи вызывают верховое и низовое брожение. Верховое брожение происходит при температуре 14—24^oС с обильным выделением газа, при этом дрожжи поднимаются вверх, образуя пленку. Этот вид брожения используется в хлебопечении и виноделии. Низовое брожение протекает при температуре 4—10 ^oС , дрожжи размножаются медленно в нижних слоях, используется в пивоварении. 
Tarula utilis — кормовые дрожжи — крупные, круглые клетки, обладающие энергичным ростом, цитоплазма их богата жиром. Torula kephir — кефирные дрожжи — овальные и круглые клетки, сосредоточивающиеся в кефире колониями.

          

   Рисунок 3 – дрожжи              Рисунок 4 – дрожжи

   под микроскопом                   сухие, хлебопекарные

          
Молочнокислое брожение. Микробиологический характер этого процесса установил Л. Пастер. В результате молочнокислого брожения, главным образом сахара, а также многоатомные спирты и белки расщепляются до молочной кислоты. Схематически этот процесс можно представить следующим уравнением:

Молочнокислое брожение —  анаэробный процесс, протекающий без  кислорода. Оно давно и широко используется человеком для изготовления различных молочных продуктов —  масла, сыра, кефира, кумыса, простокваши. Приготовление силоса, квашение и  соление овощей основано также на молочнокислом брожении. Возбудители  этого брожения весьма широко распространены в природе, их обнаруживают в почве, воде, воздухе, на растениях, в животноводческих помещениях, на коже животных, в жилых  помещениях. 
Streptococcus lactis — шарообразные или овальные клетки этого микроба располагаются попарно, но чаще цепочками; образует 0,8—1 % молочной кислоты. Bact. bulgaricum впервые выделена И. И. Мечниковым из болгарской простокваши; это неподвижная длинная, не образующая спор палочка, оптимальная температура для нее 40—48^oС, накапливает 3—3,5% молочной кислоты. Bact. acidophilum — морфологически и физиологически сходна с болгарской палочкой. Bact. casei— неподвижная палочка, встречаются короткие и длинные формы, располагающиеся цепочками. Bact. Delbrucki — неподвижная, длинная, бесспоровая палочка, накапливает более 2 % молочной кислоты, а в среде с мелом до 10 %, в промышленных условиях является продуцентом молочной кислоты. Bact. brassicum — основной возбудитель брожения при сквашивании капусты, накапливает около 2 % молочной кислоты. Bact. cucumeris fermentati— возбудитель брожения при засолке огурцов, накапливает 1 % молочной кислоты. 
Все молочнокислые бактерии являются антагонистами гнилостных микробов. На этом основано применение диетических молочнокислых продуктов для профилактики и лечения желудочно-кишечных заболеваний, вызванных гнилостными микробами у человека и новорожденных животных.

 

Рисунок 5 – кисломолочные бактерии

       Биохимические  процессы.

Спиртовое и молочнокислое брожение являются результатом многих сложных химических и биохимических превращений, протекающих под действием ферментов муки, дрожжевых клеток и молочнокислых бактерий. Биохимические процессы, протекающие при выпечке. К основным биохимическим процессам, протекающим при выпечке, относятся гидролиз крахмала под действием амилолитических ферментов и гидролиз белков под действием протеолитических ферментов. Очень важным является изменение активности амилаз И протеиназы при прогревании тестовой заготовки. Так Э-амилаза полностью инактивируется в заготовке из пшеничной муки при температуре около 82—84° С, а альфа-амилаза способна сохранять свою активность до 97—98° С, т. е. в готовом хлебе. Поэтому при выпечке хлеба из пшеничной муки высшего, первого и второго сортов гидролиз крахмала в тесте и мякише хлеба в основном обусловлен действием амилаз теста. Пока амилазы еще не инактивированы вследствие повышения температуры тестовой заготовки, они вызывают гидролиз крахмала. В процессе выпечки хлеба атакуемость крахмала амилазами возрастает. Это объясняется тем, что крахмал, частично клейстеризованный при выпечке, во много раз легче гидролизуется амилазами. В результате этого количество крахмала в тесте при выпечке в известной мере снижается.

Белково-протеиназный комплекс теста в процессе выпечки хлеба  также изменяется. Атакуемость белковых веществ возрастает, протеолитические ферменты в процессе выпечки инактивируются при температуре 80-85° С.

Необходимо отметить, что  температура инактивации ферментов  при выпечке зависит от скорости прогрева выпекаемого хлеба. Чем  быстрее происходит прогрев, тем  выше температура, при которой инактивируются ферменты.

Чем активнее протекают гидролиз крахмала и белков, тем больше накапливается  продуктов реакции меланоидинообразования, которые придают специфическую  окраску корке и участвуют  в формировании вкуса и аромата  готовых изделий. Однако эти биохимические  процессы не должны быть чрезмерно  интенсивными, так как в этом случае возможно получение изделий, отличающихся повышенной расплываемостью и интенсивно окрашенной коркой, а также заминающимся липким мякишем.

2. Использование нетрадиционных видов сырья в хлебопечении.

Углубленное изучение рядом  исследователей химического состава  ранее не применявшегося сырья позволило  выявить его пищевую ценность и доказать целесообразность его  использования в хлебопекарной  промышленности. Применение новых видов сырья, объединенных термином «нетрадиционное», позволяет достичь следующих эффектов: повысить пищевую ценность хлеба, улучшить его физико-химические и органолептические показатели, увеличить срок хранения свежести, интенсифицировать технологический процесс, стабилизировать качество изделий, разнообразить ассортимент хлебопекарных изделий, разработать виды хлеба с измененным химическим составом – лечебные изделия.